Стадия, драйв и дизайн энкодера.

Компоненты, которые составляют вашу систему позиционирования с высокой точностью-подшипники, систему измерения положения, систему двигателя и привода и контроллер, должны работать вместе. Часть 1 покрытая система и подшипники. ЧАСТЬ 2 ОКРЫВАЕТСЯ ИЗМЕРЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. Здесь мы обсуждаем дизайн сцены, диска и энкодера; усилитель диска; и контроллеры.

Три часто используемые методы сборки линейных стадий при использовании линейных энкодеров:
• Драйв и энкодер расположены в или как можно ближе к центру масс слайда.
• Привод расположен в центре массы; Энкодер прикрепляется к одной стороне.
• Привод расположен с одной стороны; Энкодер, с другой.

Идеальная система имеет привод в центре массы слайдов с кодировкой. Однако это обычно нецелесообразно. Обычный компромисс немного обнаруживает привод в сторону с одной стороны; Энкодер, слегка ушел на другой. Это дает хорошее приближение центрального привода с обратной связью движения рядом с системой привода. Центральные диски являются предпочтительными, потому что приводная сила не вводит нежелательных векторов силы в слайд, чтобы вызвать скручивание или свертывание. Поскольку система подшипника плотно ограничивает слайд, кокирование приведет к увеличению трения, износа и неточности нагрузки.

Альтернативный метод использует систему GANTER с двумя дисками, по одному на каждой стороне слайда. Полученная сила привода эмулирует центральное движение. С помощью этого метода вы можете найти отзыв о положении в центре. Если это невозможно, вы можете найти энкодеры с каждой стороны и управлять столом специальным программным обеспечением для GANTRY Drive.

Усилитель движения
Усилители сервопривода получают контрольные сигналы, обычно ± 10 В постоянного тока от контроллера и обеспечивают рабочее напряжение и выход тока на двигатель. В целом, существует два типа усилителей мощности: линейный усилитель и модулированный импульсный усилитель (ШИМ) усилитель.

Линейные усилители неэффективны и, следовательно, используются в основном на дисках с низким энергопотреблением. Основными ограничениями на выходной мощности линейного усилителя являются тепловые характеристики выходной стадии и характеристики разрушения выходных транзисторов. Рассеяние мощности выходной стадии является продуктом тока и напряжения в выходных транзисторах. Усилители ШИМ, напротив, являются эффективными и обычно используются для мощности более 100 Вт. Эти усилители переключают выходное напряжение на частотах до 50 МГц. Среднее значение выходного напряжения пропорционально командному напряжению. Преимущество этого типа заключается в том, что напряжение включается и выключается, что вызывает значительно увеличенную способность рассеивания мощности.

После того, как вы выбрали тип усилителя, следующим шагом является обеспечение того, чтобы усилитель мог обеспечить необходимый непрерывный ток и выходное напряжение на требуемых уровнях для максимальной скорости вращения двигателя (или линейной скорости для линейных двигателей) применения.

Для бесщеточных линейных двигателей вы можете провести еще одно различие между усилителями. В целом используются два типа моторных коммутаций: трапециевидная и синусоидальная. Трапезиидальная коммутация - это цифровой тип коммутации в том, что ток для каждой из трех этапов включается либо включен или выключен. Датчики зала, имплантированные в двигатель, обычно делают это. Внешние магниты запускают датчики. Тем не менее, взаимосвязь между датчиками с эффектом зала, обмотками катушки и магнитами является критической и всегда включает в себя небольшую толерантность к положению. Следовательно, время ответа датчиков всегда происходит немного вне фазы с истинной катушкой и положениями магнитов. Это приводит к небольшому изменению применения тока к катушкам, что приводит к неизбежной вибрации.

Трапезиидальная коммутация менее подходит для очень точного сканирования и постоянных применений. Тем не менее, это дешевле, чем синусоидальная коммутация, поэтому он широко используется для высокоскоростных, точечных систем или систем, где плавность движения не будет влиять на обработку.

При синусоидальной коммутации переключение не происходит. Скорее, с помощью электронного переключения, сдвиг тока тока 360 градусов трех фаз модулируется в синусоидальной картине. Это приводит к гладкой постоянной силе от двигателя. Следовательно, синусоидальная коммутация хорошо подходит для изготовления точных контуров и для приложений, призывающих к точной постоянной скорости, такой как сканирование и использование зрения.

Контроллеры
Там больше классов контроллеров, чем мы можем адекватно обсудить здесь. По сути, контроллеры могут быть разбиты на несколько категорий в зависимости от языка программирования и логики управления.

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) используют логическую схему «лестницы». Они используются в основном для управления несколькими функциями дискретного ввода/вывода (ввода/вывода), хотя некоторые предлагают ограниченные возможности контроля движения.

Системы численного управления (NC) запрограммированы с помощью стандартного языка в отрасли, RS274D или варианта. Они могут выполнять сложные движения, такие как сферические и спиральные фигуры, с множественным контролем.

Системы, не являющиеся NC, используют различные запатентованные операционные системы, включая простые в использовании интерфейсные программы для основных профилей движения. Большинство из этих контроллеров состоят из базового модуля контроллера без монитора или клавиатуры. Контроллер общается с хостом через порт RS-232. Хост может быть персональным компьютером (ПК), тупым терминалом или портативным блоком связи.

Почти все контроллеры вверх-это цифровые контроллеры. Они обеспечивают уровень надежности и простоты использования, который был неслыханным в аналоговых контроллерах. Информация об обратной связи скорости обычно получает из сигнала положения оси. Все серво -параметры корректируются посредством программного обеспечения, а не трудоемкой настройки «горшка» усилителя привода, которые имеют тенденцию к дрейфу после использования и с изменениями температуры. Большинство современных контроллеров также предлагают автоматическое обращение всех параметров сервозисов оси.

Более продвинутые контроллеры также включают в себя управление осью распределенной обработки и цифрового сигнала (DSP). DSP, по сути, является процессором, специально предназначенным для того, чтобы сделать математические вычисления очень быстро (по крайней мере, в десять раз быстрее, чем микропроцессор). Это может обеспечить время сервопривода в порядке 125 мсек. Преимущество - точный контроль оси для постоянного контроля скорости и плавного контура.

Алгоритм фильтрации пропорционально-производителя (PID) и скорость и ускорение подачи, усиливает сервопривод для оси. Кроме того, S-кривая программирование профилей ускорения и замедления контролирует рывок, который обычно идет с началом и остановкой движения стола. Это дает более плавную, более контролируемую работу, что приводит к более быстрому времени оседания как для положения, так и для скорости.

Контроллеры также включают обширные возможности цифрового или аналогового ввода/вывода. Пользовательская программа или подпрограмма могут быть изменены в зависимости от позиции, времени или информации о состоянии, значения переменных, математических операций, внешних или внутренних событий ввода -вывода или прерывания ошибок. Процесс пользователя может быть легко автоматизирован.

Кроме того, большинство контроллеров могут увеличить разрешение обратной связи положения за счет электронного умножения. Несмотря на то, что умножение 4 раза распространено, некоторые расширенные контроллеры могут умножить на целых 256 ×. Хотя это не обеспечивает улучшения точности, оно имеет реальное увеличение стабильности положения оси и, что более важно во многих применениях, повторяемость.

В вашем общем подходе, помимо упомянутых выше факторов, вы должны рассмотреть другие факторы, которые могут изменить решения компонентов, такие как бюджет, среда, ожидаемая продолжительность жизни, простота обслуживания, MTBF и предпочтения конечного пользователя. Модульный подход позволяет сборке системы из стандартных, легкодоступных компонентов, которые будут соответствовать даже самым требовательным требованиям применения, если система анализируется из базы для общей совместимости компонентов.